Билет№ 4

1. Процесс коммутации токов в фазах питающего трансформатора ТП при переключении вентилей.

Влияние на процесс коммутации активных сопротивлений обмоток трансформатора учитывать не будем из-за незначительности этого влияния. Выпрямленный ток считаем идеально сглаженным (L_н = ).

Индуктивные сопротивления обмоток учтены введением в схему индуктивностей L_s . Предположим, что в проводящем состоянии находится вентиль V_S1 . В момент ₁ поступает включающий импульс на вентиль V_S2 . Поскольку потенциал анода вентиля в этот момент положителен относительно катода, вентиль включается.

Начиная с момента ₁ оба тиристора включены и две фазы (“а” и “b”) вторичной обмотки трансформатора оказываются замкнутыми через них накоротко. Под воздействием ЭДС обмоток этих фаз (e_а и e_b) в короткозамкнутой цепи (контура коммутации) появляется ток короткого замыкания i_k , который является коммутирующим током.

Этот ток можно в любой момент интервала коммутации (₂ - ₁ ) определить по формуле: i_k = (U_2m/2Xs)*{cos  - cos ( + )} (3-7)

где U_2m -амплитудное значение линейного напряжения между фазами “a” и “b”.

Xs= L_S (3-8)  - угол управления.

Учитывая, что выпрямленный ток I_d при L_н =  в интервале коммутации остается неизменным, можно, согласно первому закону Кирхгофа для точки 0 записать:

i_a + i_b + I_d = 0 ;

или с учетом направления токов: i_a + i_b = I_d = const.

Последнее уравнение справедливо для любого момента интервала коммутации. Пока ток проводит только вентиль V_S1 , получаем i_a = I_d и i_b = 0. На интервале одновременной проводимости вентилей V_S1 и V_S2 (интервал коммутации тока с фазы “а” на фазу “b”):

i_a = I_d - i_k и i_b = i_k. Когда коммутация закончится и ток будет проводить только вентиль V_S2 , получим: i_b = I_d ; i_a = 0.

Из рис 16 видно, что в интервале от ₁ до ₂ ток i_b плавно увеличивается, а i_a уменьшается. Когда ток i_b станет равным I_d , а ток i_a снизится до нуля, вентиль V_S1 выключится и ток нагрузки будет продолжать протекать только через вентиль V_S2 .

Длительность интервала коммутации характеризуется углом коммутации , который может быть определен из следующего уравнения (для трехфазной нулевой и трехфазной мостовой схем):

обозначив угол коммутации  при угле управления  = 0 через ₀, можно записать:

Подставляя в исходное уравнение значение ₀, получаем:

 = arccos {cos  + cos ₀ - 1} -  .

С учетом действия ЭДС самоиндукции мгновенное значение выпрямленного напряжения на интервале коммутации тока равно полусумме ЭДС коммутируемых фаз.

U_d = (U_a + U_b)/2 . (3-12)

где U_a и U_b - мгновенные значения фазных напряжений вторичной обмотки трансформатора.

Так как, в зоне коммутации мгновенное значение выпрямленного напряжения снижается, по сравнению с мгновенной коммутацией, до величины U_d , происходит уменьшение среднего значения выпрямленного напряжения. Его величина определяется выражением:

(3-14)

Из (3-7), (3-8), и (3-14) можно получить: (3-15)

2. Режимы работы электрических сетей. Режимы нейтрали в промышленных электроустановках

Режимы работы электрических сетей

Режим работы электрических сетей или её части определяется токовой нагрузкой линий проводников, уровней напряжения у подключенных к сети приёмников электроэнергии и источников питания, напряжением проводников сети относительно земли и способом соединения нейтрали сети с землей, симметричностью многофазной системы напряжения, синусоидальностью напряжения, сопротивлением изоляции рабочих проводников между собой и относительно земли. Различают три вида режимов:

1. нормальные режимы, при которых отклонения вышеприведённых величин от их расчётных (проектных) значений не выпадают за длительно допустимые пределы;

2. временно допускаемые режимы, характеризующиеся токовыми перегрузками, отклонениями напряжения и т.п., которые либо заложены в проектные расчёты (например, систематические перегрузки во время суточных максимумов), либо могут допускаться на определённое ограниченное время без существенного ущерба для сети и питаемых от неё приёмников;

3. аварийные режимы, характеризующиеся опасными для элементов сети сверхтоками или другими, не допускаемыми явлениями, которые обычно возникают при повреждениях элементов сети (при нарушениях изоляции, при обрыве проводников и т.п.). Аварийные режимы, несмотря на их малую продолжительность, могут вызывать существенный нагрев проводников и значительные динамические усилия между проводниками;

4. послеаварийные режимы.

Нейтраль сети – это совокупность соединенных между собой нейтральных проводников и нейтральных точек источников и приёмников электроэнергии. Она может быть изолирована от земли, соединена с землей через активные и реактивные сопротивления или глухо заземлена.

Сети с изолированной нейтралью

Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью считается не аварийным, а лишь анормальным режимом, при возникновении которого сеть и поврежденная линия могут оставаться включёнными и в течение некоторого времени продолжать работу; питание потребителей не прерывается. Так как из всех видов нарушения изоляции однофазные замыкания на землю составляют обычно 75–85%, то это обстоятельство существенно для обеспечения надежности питания потребителей.

Другим преимуществом является отсутствие устройств заземления нейтрали, что снижает стоимость сети.

Сети с изолированной нейтралью и с нейтралью заземленной через реактор, относятся к сетям с малыми токами замыкания на землю ().

В тех случаях, когда ток К.З имеет большую величину, то для его ограничения, между нейтралью источника питания и землёй вводят индуктивные сопротивления (реакторы). Через реактор при пренебрежении активными сопротивлениями реактора, источника и сети в случае замыкания на землю проходит ток, величина которого определяется по выражению:

, (4.5)

где – ЭДС той фазы источника, в которой произошло замыкание на землю;– индуктивное сопротивление реактора;– индуктивное сопротивление одной фазы источника;– индуктивное сопротивление линий сети до места замыкания на землю.

Следовательно, ток , с учётом вышесказанного, будет определяться по формуле:

. (4.6)

При полной компенсации тока К.З сопротивление реактора выбирают таким образом, чтобы ток, проходящий через него, был равен тройному току замыкания на землю, следовательно, ток равен нулю.